Учёные впервые решили проблему падающего листа бумаги

Профессор Джейн Вонг (Jane Wang) и аспирант Умберто Песавенто (Umberto Pesavento) из американского университета Корнелла (Cornell University) решили "проблему падающего листа бумаги", мучающую физиков ещё с XIX века.

Всем известно, что лист бумаги, падающий с большой высоты, ведёт себя непредсказуемым образом, словно порхает, переворачиваясь и значительно отклоняясь от вертикальной траектории падения, даже в отсутствие ветра.

Но не все знают, что научное описание такого полёта — давняя проблема, над которой задумывался ещё великий физик Джеймс Максвелл.

Дело в том, что поведение листа в падении классической аэродинамике не по зубам — слишком сложны потоки вокруг листа.

Возможно, и Максвелл сумел бы решить эту задачку, будь у него под рукой суперкомпьютер. А так проблема ждала "своих героев" более полутора веков.

Новое исследование показало, что к аэродинамике падающего листа неприменим ни математический аппарат, описывающий падение парашюта, ни модель работы крыла.

Силы, действующие на лист и заставляющие его не только падать, но и периодически подниматься вверх, уходить в разные стороны, оказались прочно связаны с сочетанием вращения листа и его поступательного движения, а также — сложным поведением вихрей на концах листа.

При этом замедление падения объекта в сложном падении оказалось вдвое эффективнее возможностей парашюта.

Вонг и Песавенто впервые удалось создать математическую модель такого полёта. Они говорят, что похожим образом ведут себя листья деревьев, и по этой причине во время листопада они покрывают область не только непосредственно под деревом, но и на значительном расстоянии от него, даже если нет ветра.